Цікаві факти про ракети
Експерти ArianeGroup відповіли на ваші запитання щодо ракет. Усі інші щомісячні теми ви можете швидко знайти в наших запитаннях? Відповідають експерти!
Джерело: ArianeGroup GmbH
Особливість ракети полягає в її рушії: на відміну від рушія літака, вона також працює у вакуумі. Авіаційним турбінам потрібно повітря, яке всмоктується, стискається, а потім виганяється після нагрівання для створення необхідної тяги. У космічному вакуумі цей привід, звичайно, марний: там немає нічого, що могли б всмоктувати турбіни. Тому ракета повинна привезти все власне паливо.
Ракети також можна визначити за тим, як вони насправді «рухаються вперед»: саме вихлопні гази штовхають ракету вперед - на відміну від автомобіля, для якого вони є лише відходом. Ісаак Ньютон вже описав основу цього: Для того, щоб прискорити масу до високої швидкості, потрібна велика сила. Чим важча маса і швидше прискорення, тим більшою має бути ця сила. Тож ракетному двигуну також потрібна величезна сила для його просування вперед - тяга. Це отримується завдяки віддачі газів, що виходять.
Основна мета зворотного відліку - заправити основну ступінь і - за наявності - верхню ступінь ESC-A рідким киснем і воднем. Крім того, перевіряються всі важливі системи. Коли відлік тепер досягає "нуля", основний двигун на Ariane 5, наприклад, запалює Вулкаїн. Коли він досягнув повної тяги і був перевірений комп'ютерною системою, підсилювачі твердого палива запалюються: ракета злітає.
На відміну від літаків, нам доводиться мати справу з ракетними польотами на дуже високій швидкості і, отже, з дуже високим, майже нездоланним опором. Ось чому ракета зазвичай злітає вертикально, оскільки, незважаючи на низьку швидкість у цій фазі польоту, важливо якомога швидше подолати щільніші шари атмосфери. Чим швидше ракета спалює паливо при запуску, тим легше вона стає і тим більше прискорюється.
Ось чому використовуються сценічні ракети, такі як Ariane 5: з ними порожній і, таким чином, марний етап, продувається, а наступний запалюється. Таким чином вага ракети зменшується дедалі більше. На практиці все це виглядає так: Коли зворотний відлік досягає «нуля», основний етап запалюється. Через сім секунд підсилювачі твердого палива запалюються і ракета злітає. Вони підриваються приблизно через дві з половиною хвилини після старту. Незабаром після цього обтічник корисного навантаження пускової установки також скидається.
При займанні верхньої ступені основна пірогенна ступінь остаточно продувається, так що від ракети залишається лише верхня ступінь. Зараз він транспортує корисний вантаж, наприклад супутник Galileo, до своєї кар’єри.
Що стосується палива, то розрізняють тверде та рідке паливо. Твердий рух - це найдавніша форма ракетного руху. Як паливо, так і окислювач є твердими речовинами, вкладеними в пластикоподібну речовину-носій, виготовлену з пластику. Рідкі палива можуть бути, з одного боку, кирогенними, не зберігаються палива (наприклад, рідкий водень з рідким киснем буде використовуватися в майбутньому Ariane 6), а з іншого боку, зберігаються рідкі палива (наприклад, гідразин з тетроксидом азоту, що використовується в Ariane 5 EPS).
В даний час ми працюємо над паливами, які є не тільки ефективними та надійними, але й екологічними. Основним кандидатом для цього є метан. У двигуні Prometheus, який наразі розробляє ArianeGroup, слід використовувати комбінацію метану та LOX.
Як вже було описано вище з функцією ракети, не вся ракета потрапляє в космос. Однак середня школа має найдовшу подорож і врешті-решт скине супутник на свою орбіту. Інші компоненти, такі як підсилювачі або основна сцена, збиваються на шляху в космос.
Від спалених ракетних етапів, зламаних супутників до уламків, щоб намалювати частинки: орбіти навколо Землі повні космічного сміття. "Лом" рухається по орбітах з шаленою швидкістю і дуже небезпечно для ракет: при кількох тисячах кілометрів на годину навіть алюмінієвий фрагмент діаметром всього один сантиметр стає руйнівним снарядом. Коли цей уламок потрапляє на ракету, трапляється те саме, що коли автомобіль середньої дальності в'їжджає в ракету зі швидкістю 50 км/год.
Ще однією небезпекою, що зустрічається в космосі, є космічне випромінювання, широко відоме як "космічне випромінювання". Ви цього не бачите, не відчуваєте, і все-таки це може бути небезпечним для "мозку" ракети: схеми та комп'ютерні чіпи особливо чутливі до душових частинок. Це випромінювання частинок з високою енергією: воно змінюється, поки воно не досягає земної поверхні, оскільки у високій атмосфері воно зазнає численних реакцій з молекулами газу та іншими частинками. Атмосфера працює як величезний захисний щит, але чим далі ми віддаляємось від земної поверхні, тим енергійніші частинки з космосу потрапляють у наше тіло.
Це, безумовно, проблема для ракет: якщо частинки потрапляють не в те місце не в той час, вони можуть видавати помилковий сигнал, що може мати серйозні наслідки у вирішальній частині послідовності програми, наприклад, при збої системи. Однак важливими електричними компонентами ракети є "подвійний лоттхен", так що в разі несправності забезпечується заміна. Крім того, один захищає "мозок", добре захищаючи електричні пристрої від випромінювання.
На щастя, небезпека, з якою ракета стикається в космосі, дуже мала: оскільки ракета залишається в експлуатації в космосі порівняно короткий час, ризик є незначним.
Однак це не стосується людей, що може бути проблемою, особливо для космонавтів.
В рамках дослідження НАСА щодо впливу космічних променів було досліджено вплив цього високоенергетичного випромінювання на мишей. Експеримент показав, що інтенсивність випромінювання, така як та, яка могла виникнути під час багаторічної місії на Марсі, може призвести до зниження продуктивності, дефіциту пам'яті та втрати свідомості.
Більшість ракет не досягає космосу, а падає назад на землю або в море: ракета-носій, основна сцена та обтічник не стають сміттям у космосі. З іншого боку, верхній рівень рухається на так звану кладовищну орбіту після відділення від супутника: 3000 кілометрів над орбітою супутника це вже не проблема.
Щоб орбіти Землі могли використовуватись і в майбутньому, французький космічний закон застосовується до всіх європейських ракет майбутнього, таких як Ariane 6: Він передбачає, що жодна частина ракети не може залишатися в космосі після виконання місії. Таким чином, виробництво космічного сміття активно обмежується.
Найбільшою перешкодою в космічних подорожах все ще залишається гравітація. Перш за все, подолати це все ще дуже дорого: поточне завдання - зменшити витрати на транспорт у космос. Для федерального уряду особлива користь для людей знаходиться в центрі його космічної політики: космічні технології повинні продовжувати давати відповіді на такі виклики, як безпека, захист клімату та зв'язок. Керівні принципи Федеративної Республіки Німеччина - це чітка увага до переваг та потреб, орієнтація на принцип стійкості та інтенсивне міжнародне, особливо європейське співробітництво.
ArianeGroup тут є важливим гравцем: ми гарантуємо майбутній доступ до космосу. Завдяки Ariane 6 ми забезпечуємо майбутнє за допомогою недорогого і, перш за все, незалежного доступу до космосу для Європи. Ariane 6 стартує в 2020 році з половиною вартості Ariane 5 і з тією ж надійністю.
Куди йде космос? Перш за все, про пристосованість: мета полягає в розробці ракет-носіїв, адаптованих до потреб корисного навантаження. Різноманітні транспортні місії можна виконувати ефективно.
Основна увага приділяється також розробці нових технологій виробництва та матеріалів. ArianeGroup працює над розробкою технологій, що переробляються, тобто багаторазового використання. Основною темою тут є ALM, наприклад: Процес тривимірного друку революціонізує дизайн та виготовлення конструкційних компонентів.
Проблема поїздки на Марс менше залежить від його відстані, але головним чином через дорогий транспорт на орбіту. З розвитком більш економічно вигідного маршруту в космос ми одночасно відкриваємо можливості для подорожей на Місяць і Марс.
Чому ми взагалі хочемо подорожувати до Місяця і Марса? Жага людини до знань, допитливість стимулює дослідження подорожей до Місяця та Марса: розуміння Сонячної системи та нашого місця в ній, що дає змогу пояснити.
Сучасні проблеми, такі як дефіцит ресурсів, наприклад енергії, також вимагають дослідження альтернативних джерел. Подорож у космос може забезпечити цінні перенесення для життя на землі та покращити якість нашого життя.
Більше космічних подорожей в одному місці неможливо: Бремен, перш за все, робить безліч дисциплін особливими. Починаючи з астронавтичних космічних подорожей в Airbus Defense & Space, закінчуючи фундаментальними дослідженнями у вищій башті та розробкою супутників для європейської навігаційної системи Galileo в OHB Bremen, усі сфери космічних подорожей об'єднані в дуже малому просторі. Сюди також входить Ariane: протягом 39 років, починаючи з першого польоту Ariane, Бремен розробляв і будував етапи пускової установки, а верхня ступінь була найважливішою частиною ракети вже більше 20 років. ArianeGroup Бремен розробляє важливий компонент Ariane: без верхнього ступеня супутники не можуть бути доставлені на орбіту.
Як тільки почнеться закупівля сировини для будівництва Ariane 5, у Куру почнеться близько трьох років. Протягом цього періоду близько 600 компаній у 13 європейських країнах зайняті підготовкою Ariane до роботи.
В принципі, ракети-носії стосуються не того, скільки кілометрів вони можуть подолати, а скоріше того, що вони долають силу тяжіння. Це відбувається, як тільки швидкість втечі перевищується: При швидкості виходу енергії випробовуваного тіла, наприклад ракети, достатньо, щоб уникнути гравітаційного потенціалу небесного тіла, такого як земля, без подальшого руху. Тоді шлях, яким можна пройти, нескінченний, ракета нескінченно дрейфує навколо в просторі.
Ariane 5, найпотужніша в Європі ракета, має потужність близько 30 млн. К.с. Іншими словами: від Бремена до Мюнхена всього за 90 секунд.
Однак їх продуктивність завжди визначається місією, тобто на якій орбіті повинен бути виведений супутник: встановлення супутника на геостаціонарній орбіті GEO вимагає іншої швидкості, ніж встановлення на навколоземній орбіті LEO. Отже, мова йде менше про максимально можливу швидкість, але більше про швидкість, яка необхідна для місії.
Сім'я Аріан є продуктом франко-німецької співпраці.
Це також відображається на постачальниках ArianeGroup: Наприклад, близько 60 німецьких постачальників беруть участь у будівництві верхнього ступеня Ariane 5 ESC-A. Від конструкцій до резервуарів до кабелів, заглушок або клеїв, німецькі компанії постачають широкий спектр деталей, необхідних для Ariane.
Крім того, MT Aerospace, наприклад, є важливим партнером Ariane: компанія, що базується в Аугсбурзі, постачає резервуар для верхньої щаблі Ariane 6 через свою філію в Бремені.
Але Ariane походить не лише з франко-німецьких рук, він має європейський характер: елементи рідкої силової установки надходять з Італії, Румунія є постачальником частин верхнього рідкого силового модульного бака, компоненти для облицювання Ariane надходять зі Швейцарії. Загалом 600 компаній з 13 європейських країн беруть участь у будівництві Ariane.